ALTELYS

Suivi des îlots de chaleur par capteurs connectés et données satellitaires multi sources

Projet terminéRéalisé conjointement entre le laboratoire CNRS LETG Rennes et l’entreprise Alkante, le projet ALTELYS a développé une infrastructure de données portant sur le suivi au plus proche du temps réel des températures urbaines. En libre accès et reproductible en tout lieu, la plateforme web urba-clim.com permet aux utilisateurs de consulter la température de l’air et la spatialisation de l’ilot de chaleur urbain ICU afin de mieux appréhender leurs territoires.

Présentation

Le projet ALTELYS a développé un outil d’accompagnement à la transition territoriale et énergétique des bâtiments urbains via une représentation cartographique en temps réel des ilots de chaleur urbains (ICU). Il accompagne ainsi une meilleure gestion territoriale et renforce la résilience des territoires face aux enjeux climatiques d’aujourd’hui et de demain. 

Par ailleurs, grâce à sa méthodologie innovante, l’outil accorde une place importante aux citoyens et aux acteurs des territoires en permettant la collecte de données participatives pour être au plus près des réalités territoriales. 

Méthodologie

ALTELYS propose une approche bottom-up de la cartographie de l’ICU. Pour cela le projet s’est attaché à analyser en premier lieu les caractéristiques géographiques des ICU dans leurs détails à partir de données in-situ afin de les généraliser à de plus grands ensembles et à l’échelle fine des territoires grâce aux données satellitaires multi-sources. Cette approche innovante, partant du réseau de capteurs situé au sein même de la matrice urbaine et complété par la donnée satellitaire, permet la constitution de bibliothèques de référence rattachées au bâti d’une part, et aux configurations météorologiques saisonnières d’autre part. Pour cela, plusieurs types de données satellites ont été testées afin de définir les plus adaptées.

Les travaux menés par le laboratoire LETG-Rennes, notamment le projet RUN, ses capteurs connectés en LoRaWAN et sa plateforme dédiée Rennes Urban Network constituent le point d’entrée d’ALTELYS. Au Brésil, territoire d’application à l’international du projet, les données des capteurs participatifs NetAtmo ont été installés et connectés en Wi-Fi.

Site(s) d’application

• Rennes, France 
• Presidente Prudente, Brésil

Données

Les données utilisées sont par nature multiples et hétérogènes de par leurs types et leurs sources. Elles se composent d’images satellites, de données vectorielles et de données tabulaires.   

Satellite

L’imagerie satellitaire permet de caractériser les surfaces (bâti, végétation, phénologie) à haute résolution ainsi que leur comportement thermique (infrarouge) puis de généraliser l’information climatique (ICU) à l’ensemble du territoire. Les développements réalisés sont compatibles avec la prochaine mission TRISHNA.

• Données optiques (visible et proche infrarouge) :
  • Landsat 8 et 9
  • Sentinel-2 : occupation des sols dont indice de végétation
  • Sentinel-3 : Températures de surface

• Données infrarouge (thermique) :

  • Landsat 8 et 9

Autres

• Réseau de capteurs IoT (indoor / outdoor) :
  • 185 capteurs LORaWan du Rennes Urban Network, France
  • 47 capteurs citoyens NetAtmo à Presidente Prudente, Brésil

• Données matricielles :
  • LIDAR HD IGN
  • Pléiades MNS
  • Copernicus « large échelle » (température, humidité relative)
  • Température de surface par mois / département

• Données vectorielles :
  • IGN BD TOPO /PARCELLAIRE – OpenStreetMap

Consortium

Le projet a fédéré un ensemble d’acteurs pluriels, déjà impliqués dans des travaux en commun, au profit d’acteurs territoriaux et des citoyens.

• Acteurs académiques :
  • Unité Mixte de Recherche LETG, CNRS Université Rennes 2
  • Université de l’Etat de São Paulo (UNESP), campus de Presidente Prudente, Brésil. L’UNESP et LETG-Rennes collaborent depuis plusieurs années sur le suivi de l’ICU, notamment dans le cadre du projet bilatéral CICLAMEN.

• Entreprise privée : Alkante. Société bretonne d’ingénierie logicielle située à Rennes et spécialisée dans les applications spatiales depuis sa création en 2003. Le groupe Alkante est composée de 55 collaborateurs (dont 10 % de docteurs/chercheurs) qui assurent la mise en œuvre, le développement d’applications et l’exploitation (hébergement, maintenance, infogérance) d’infrastructures de données open-source.

• Utilisateurs finaux :
  • Métropole de Rennes  
  • Municipalité de Presidente Prudente
  • Citoyens (en France et au Brésil)

Résultats – Produit(s) final(aux)

ALTELYS a mis en œuvre urba-clim.com, un site web en accès libre, dont une plateforme de visualisation cartographique adaptée à un large public. En complément, un mode dit « expert » donne accès à des métriques spécifiques pour des utilisateurs type gestionnaires du territoire.

Conçu comme un véritable outil d’accompagnement et de sensibilisation, le site web s’organise avec clarté et propose à chaque territoire qui l’utilise d’intégrer ses propres informations. Les travaux ont été pensés afin de favoriser une réplicabilité de la plateforme sur d’autres villes.

1. Le premier module « Comprendre l’ICU » permet de se familiariser avec le phénomène et de mieux saisir l’enjeu des données qui lui sont proposées.

2. Le module « Visualiser » ouvre la cartographie en plein écran et permet de sélectionner l’indicateur que l’on souhaite afficher en temps réel : température, intensité d’ICU, humidité, et bientôt d’autres. L’option cartographie « experte » permet d’accéder aux cartes réalisées selon la méthode statistique élaborée au cours du projet et fondée sur le couplage entre données capteurs et imagerie satellitaire. Des requêtes plus personnalisées peuvent interroger la base de données pour extraire une heure et une date précise ainsi qu’une adresse particulière ou encore comparer la température ou l’îlot de chaleur entre deux lieux.

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Perspectives

Le projet s’inscrit dans le temps long et se poursuit au-delà de la temporalité prévue. Grâce à différents projets (City Orchestra, IRIS-E UMACC, Telkante Lab), ALTELYS va évoluer et se renforcer continuellement ces prochains mois, notamment par :

• La poursuite des travaux permettant :
  • d’affiner la spatialisation de l’ICU
  • de projeter l’impact de scénarios d’aménagement et/ou de végétalisation
• L’intégration :
  • de prévisions météo
  • d’indicateurs sociaux et “One  Health”
  • d’indicateurs de stress hydrique et de confort thermique

Références

ALTELYS sur GEO Knowledge Hub du Group on Earth Observations (GEO), un référentiel numérique pérenne : https://doi.org/10.60566/w4hyd-x8w93

• DUBREUIL V., FOISSARD X., NABUCET J., THOMAS A., QUENOL H., 2020 : Fréquence et intensité des îlots de chaleur à rennes : bilan de 16 années d’observations (2004-2019). Climatologie, 17 (6), p.1-17.

• DUBREUIL V., BRABANT C., DELAUNAY G., NABUCET J., QUENOL H., CLAIN F., LEPRINCE F., DREANO J., GEORGET L., 2022 : Rennes, une ville climato-intelligente ? L’IoT au service du suivi des îlots de chaleur. Editions Techniques de l’Ingénieur.

• AMORIM M.C.C.T., DUBREUIL V., AMORIM A., 2021 : Day and night surface and atmospheric heat islands in a continental and temperate tropical environment. Urban Climate. 38, 100918.

• AMORIM M.C.C.T., DUBREUIL V., 2017 : Intensity of Urban Heat Islands in Tropical and Temperate Climates. Climate, 5(4), 91.

• BRABANT C., DUBREUIL V., DUFOUR S., 2024 : Evaluation of spatial interpolation techniques for urban heat island monitoring in small and medium sized cities. Frontiers in Built Environment. 10:1455047.

• AMORIM M.C.C.T., DUBREUIL V., TEIXEIRA D.C.F., AMORIM A.T., BRABANT C., 2024. Exceptional heat island intensities also occur in medium-sized cities. Urban climate. 53, 101821.

Projets liés

• Site web RUN Rennes Urban Network

• CAPES-COFECUB Sh 941/19 CiClAMEn (2019-2023): Cities, Climate And vegetation: Modeling and Environmental public policies. (UNESP, Presidente Prudente, Brésil ; LETG-Rennes).

• COST-FAIRNEss, UE-CA20108 - FAIR NEtwork of micrometeorological measurements.

• Projets SCO :
  • Thermocity
  • Sat4BDNB
  • CHOVE-CHUVA

Les news du projet

• 17/02/2026 : UrbaClim, la plateforme citoyenne pour combattre les ilots de chaleur urbains
• 19/12/2024 : Présentation du projet ALTELYS et de ses avancées lors de la 15^ème Trimestrielle du SCO France « Valoriser l’imagerie HR en ville : inondations et ilots de chaleur »
• 23/08/2024 : ALTELYS, lutter contre les îlots de chaleur urbains : installation des capteurs connectés au Brésil